Замовити зворотній дзвінок

Залиште свої дані та наш менеджер зв'яжеться з Вами найближчим часом

Передзвоніть мені

Обладнання та комплектуючі для харчової промисловості

  • Рус
  • Контакти

    Назва: ТОВ "МТС-Полтава",
    ЄДРПОУ 31536240

    Email: 23981@ukr.net

    Адреса: 38400, Україна, м. Решетилівка, Полтавської області, вул. Покровська, 73

    Графік роботи:

    Пн – Пт: 8:00 – 17:00
    Сб – Нд: вихідний


    Главная > Корисна інформація > Статті > Сили впливу на продукт під час гомогенізації за допомогою насоса-диспергатора


    Сили впливу на продукт під час гомогенізації за допомогою насоса-диспергатора

    Прийнято вважати, що під час гомогенізації за допомогою агрегату по типу ротор/статор, процес гомогенізації відбувається виключно за рахунок сили зсуву, а під час ультразвукової гомогенізації за рахунок сили кавітації. Насправді ж більшість типів процесів гомогенізації включають комбінацію з декількох сил впливу на продукт. Відмінність тільки в ключовому типі впливу на речовину. Тому в даній статті розглянемо основні сили впливу на продукт під час роботи насоса-диспергатора типу РСМ.

    Під час роботи ротаційно-пульсаційної установки здійснюється сильний вплив на продукт, що переробляється за рахунок декількох факторів: механічного, гідроакустичного (кавітації), гідродинамічного впливів.

    Процес гомогенізації та диспергації (укр)

    Гідроакустичний вплив під час гомогенізації

    У резонансній камері створюється значне ультразвукове поле, подрібнення відбувається завдяки інтенсивній кавітації (швидке утворення і руйнування пухирців) і значних ударних хвиль.

    Кавітація:

    Зміна тиску під час гомогенізації може викликати утворення бульбашок в рідких продуктах. Ці бульбашки ростуть і в кінцевому підсумку вибухають. Весь процес відомий як кавітація.

    Коли бульбашки вибухають, виділяється велика кількість енергії. Колапсуючі бульбашки всередині рідини передають кінетичну енергію оточуючим частинкам продукта, створюючи високошвидкісні струмені рідини, які можуть розбиватися або руйнувати поверхню частинок.

    Кавітація найчастіше обговорюється в контексті ультразвукової гомогенізації і гомогенізації під високим тиском, але вона також є фактором гомогенізації за допомогою насоса-диспергатора типу ротор/статор.

    Гідродинамічний вплив під час гомогенізації

    Гідродинамічний вплив відбувається за рахунок високого ступеня турбулентності і швидкості потоку, а також пульсації тиску. Рух зубів ротора щодо статора викликає поривчасті зміни тисків в зонах зубів і як наслідок призводить до двостороннього зриву вихорів, які руйнують частинки. Турбулентність виникає в кільцевому зазорі між робочими органами, що мають прорізи між зубами. Потік складається з течії в каналі і супутніх струменів між щілинами різців. Турбулентність в рідині може також призвести до сильних ударних сил, коли частинки сильно зіштовхуються.

    Механічний вплив під час гомогенізації

    Механічний вплив – це дроблення фази за рахунок ударних, стираючих та зрізуючих навантажень, що виникають під час контакту частинок з ротором і статором.

    Сила сдвига

    Ударні сили:

    Під час гомогенізації частинки рухаються з високою швидкістю. Коли частинки стикаються один з одним, сила удару може бути достатньою, щоб зруйнувати поверхню частинки або сприяти повному руйнуванню частинки або агломерату. Це фактор всіх типів гомогенізації за участю частинок, що рухаються з високою швидкістю.

    Сила тертя:

    Також під час руху частинок продукту відбувається тертя як між самими частинками так і тертя частинок об робочі органи диспергатора. Сили тертя, які виникають під час роботи насоса-диспергатора створюють помірну кількість тепла. А виконання гомогенізації при більш високих температурах зазвичай забезпечує найкращі результати змішування. Тому важливо перевірити температуру розкладання вашого продукту, перш ніж гомогенізувати його при більш високих температурах, щоб ви не зіпсували вашу сировину.

    Сила зсуву

    Коли сила штовхає частину одного об’єкта в одному напрямку, а іншу частину цього ж об’єкта в протилежному напрямку в тій же паралельній площині, то такий процес називається зсувом.

    Змішування з високою силою зсуву можна використовувати для гомогенізації, диспергування, емульгування або зменшення розміру часток продукту, за рахунок виникнення механічного розриву частинок продукту.

    Зсувні сили також є фактором гомогенізації під високим тиском. У цьому випадку тиск, який чиниться на продукт, проштовхує його через клапан або мембрану, піддаючи впливу комбінації сил, включаючи зсув.

    Принцип роботи сили зсуву під час роботи насоса-диспергатора типу РСМ

    Як ми уже помітили, гідроакустичний, гідродинамічний та механічний впливи – це процеси, які відбуваються і в інших агрегатах гомогенізації, включаючи гомогенізатори високого тиску та ультразвукові гомогенізатори. Але ключовою особливістю насоса-диспергатора типу РСМ є саме механічна дія у вигляді сили зсуву. Тому розглянемо принцип даного типу впливу на продукт більш детально.

    У насосі-диспергаторі, який також називається змішувачем з високою силою зсуву використовується ротор, що обертається з високою швидкістю, для того, щоб продукт, який знаходиться в робочій камері агрегату прямував назовні до нерухомого статора і, таким чином, відбувався вплив сили зсуву на продукт, що переробляється.

    Закони механіки рідини стверджують, що швидкість рідини, що безпосередньо примикає до ротора, дорівнює швидкості ротора. З цього випливає, що швидкість рідини, що безпосередньо примикає до нерухомого статора, дорівнює нулю. Це призводить до високого градієнту швидкості в невеликому зазорі між ротором і статором, і піддає продукт високим зсувними зусиллям.

    Вплив сили зсуву на ступінь механічного розриву частинок продукту залежить від швидкості обертання ротора і від в’язкості продукту, тому слід враховувати особливості і характеристики продукту, що піддається обробці для визначення індивідуальної кількості енергії зсуву. Метод впливу на подрібнення частинок продукту за допомогою сили зсуву може бути використаний для змішування рідин, твердих речовин з рідинами або газу з рідинами, з якими інші методи диспергування зазвичай не можуть легко впоратися.

    Тому сила зсуву є одним з ключових чинників на якому базується принцип механічного впливу насоса-диспергатора на робочі матеріали для досягнення гомогенності готового продукту.

    Звичайно ж зсувні сили створюють частки невеликого розміру, але не такі маленькі, як за допомогою кавітації. Тому комбінація механічного, гідроакустичного і гідродинамічного впливу на продукт в робочій камері насоса-диспергатора дає найкращий результат.

    Технологія змішування за допомогою диспергатора по типу ротор/статор є енергоефективною альтернативою іншим гомогенізаторам, яка економить час за рахунок створення більш інтенсивного потоку і миттєвого руйнування агломератів. Інтенсивне механічне зрушення руйнує великі агломерати, коли вони входять в зону високого зсуву змішувача, а кавітація, ударні хвилі і турбулентність, які виникають в робочій камері насоса-диспергатора роблять частки продукту ще більш дрібними, тим самим роблячи кінцевий продукт більш однорідним.